Brzi put do otpornosti na antibiotike
Antimikrobna rezistencija | Otkriven dosad nepoznat, vrlo brz mehanizam kojim bakterije razvijaju otpornost na antibiotike
Istraživači Izraelskog instituta za tehnologiju TECHNION otkrili su dosad nepoznat mehanizam koji bakterijama omogućuje vrlo brz razvoj otpornosti na antibiotike. Njegovo blokiranje moglo bi povećati učinkovitost liječenja antibioticima.
Opasnosti prekomjerne uporabe antibiotika posljednjih su desetljeća postale sve očitije. Njihova pretjerana primjena ubrzava razvoj otpornosti bakterija na antibiotike, povećavajući rizik od infekcija koje više neće reagirati na postojeće lijekove i predstavljati ozbiljnu prijetnju javnom zdravstvu.
Dr. Idan Yelin i prof. Roy Kishony s Biološkog fakulteta Izraelskog instituta za tehnologiju TECHNION objavili su istraživanje u časopisu Nature Microbiology u kojem opisuju dosad nepoznat, vrlo brz mehanizam kojim bakterije razvijaju otpornost na antibiotike.
Novootkriveni mehanizam temelji se na svojevrsnom „umnožavanju” broja kopija određenih gena koji bakterijama daju prednost za preživljavanje, uključujući otpornost na antibiotike. Do otkrića se došlo pomoću novog računalnog alata AmpliFinder, koji su razvili sami istraživači i primijenili na analizi više od 10 000 laboratorijski uzgojenih uzoraka bakterija.
Mehanizam se temelji na umnažanju gena, dobro poznatom evolucijskom procesu koji se i ranije povezivao s razvojem otpornosti na antibiotike. Međutim, istraživanje otkriva i potpuno novi, nekonvencionalni oblik umnažanja gena. Geni se udvostručuju preko jednog segmenta DNK koji povezuje udaljene dijelove genoma, zbog čega je taj proces iznimno teško otkriti.
„Kada smo započeli istraživanje, očekivali smo da ćemo uglavnom pronaći klasični mehanizam umnažanja opisan u udžbenicima, ponavljajuću strukturu gena omeđenu s dvije kopije istog mobilnog genetskog elementa. Pretpostavili smo da će nekonvencionalne strukture, u kojima mobilni genetski elementi nedostaju na jednom ili oba kraja ponavljajuće strukture, biti tek usputna zanimljivost. Međutim, upravo se ta usputna napomena pokazala glavnim otkrićem“, rekao je dr. Idan Yelin.
„Otkrili smo da su takvi nekonvencionalni oblici umnažanja iznimno česti kod bakterija i da su mnogo učinkovitiji u povećanju broja kopija gena, što upućuje na to da bakterijama omogućuju znatno brži razvoj otpornosti na antibiotike“, dodao je.
Istraživači su utvrdili da ovaj mehanizam omogućuje brzo i ciljano umnažanje dijelova DNK, pri čemu bakterija može stvoriti desetke kopija gena odgovornih za otpornost. Zahvaljujući tome bakterije mogu mnogo brže i učinkovitije odgovoriti na liječenje antibioticima nego što se moglo objasniti dosad poznatim mehanizmima umnažanja gena.
Istraživanje je provedeno na dvjema bakterijskim vrstama – Escherichia coli i Acinetobacter baumannii. Koristeći antibiotik kloramfenikol, znanstvenici su pokazali da umnažanje dijela DNK koji sadrži gen mdfA ne samo da povećava postojeću otpornost bakterija nego im omogućuje i prilagodbu na sve veće koncentracije antibiotika. To pokazuje da ovaj mehanizam ubrzava evoluciju bakterija i znatno povećava njihove izglede za preživljavanje. Istraživači su također utvrdili da je ovaj proces mnogo češći nego što se dosad pretpostavljalo.
Znanstvenici smatraju da bi otkrivanje ovog mehanizma moglo otvoriti put razvoju novih terapija kojima bi se on blokirao, čime bi se ograničila sposobnost bakterija da razvijaju otpornost na antibiotike i povećala učinkovitost antibiotskog liječenja.
Istraživanje su financirali Izraelska zaklada za znanost (ISF) i program Europske unije Horizon Europe.
Stjepan Felber | Ekovjesnik